Глава 5. Подгруппа азота и ее типичные представители

§ 27. Соединения фосфор

Укажите формы и характер высших кислородных и водородных соединений фосфора как элемента VA-группы.
Приведите примеры реакций, указывающих на принадлежность оксида фосфора (V) к кислотным оксидам, и составьте их уравнения.
Почему, в отличие от азота, фосфор в свободном виде в природе не встречается?

Вы уже знаете, что наиболее свойственные для фосфора соединения — те, где он проявляет степени окисления -3 и +5.

Соединение фосфора с водородом. Соединение фосфора с водородом представляет собой газообразный фосфористый водород РН₃, или фосфин. Фосфин — бесцветный ядовитый газ с чесночным запахом. Он самовоспламеняется на воздухе:

2РН₃ + 4O₂ = Р₂O₅ + ЗН₂O

В воде РН₃ растворим гораздо хуже аммиака, а его водные растворы, в отличие от NH₃, не проявляют щелочных свойств. Почему?

Фосфин получают действием воды на фосфид кальция:

Са₃Р₂ + 6Н₂O = ЗСа(ОН)₂ + 2РН₃

Наряду с фосфином часто образуется и другое водородное соединение фосфора Р₂Н₄, еще легче фосфина воспламеняющееся на воздухе. Это свойство водородных соединений фосфора обусловливает появление блуждающих огней на кладбищах и гниющих болотах, вызывающих страхи и суеверия, т. е. там, где происходит интенсивное, без доступа воздуха, гниение органической материи, богатой фосфором.
С сильными кислотами фосфин, как и аммиак, образует соли, в составе которых находится ион фосфония сходный с ионом аммония

Кислородсодержащие соединения фосфора. Фосфор, как и азот, образует несколько оксидов. К наиболее важным относятся оксид фосфора (III) P₂O₅ и оксид фосфора (V) Р₂O₅. Оксиды и гидроксиды фосфора более устойчивы, чем оксиды и соответствующие им кислоты азота.

Оксид фосфора (III), или фосфористый ангидрид, образуется при медленном окислении фосфора в условиях недостатка кислорода:

4Р + 3O₂ = 2Р₂O₃

Это белое кристаллическое вещество, очень ядовитое. На воздухе при нагревании превращается в оксид фосфора (V) Р₂O₅; растворяется в воде с образованием фосфористой кислоты средней силы:

Р₂O₃ + ЗН₂O = 2Н₃РO₃

Средние соли фосфористой кислоты Н₃РO₃ называются фосфитами, например К₃РO₃ — фосфит калия.

Наиболее практически важными и характерными являются кислородсодержащие соединения со степенью окисления фосфора +5.

Строение молекул оксида фосфора

Оксид фосфора(V), или фосфорный ангидрид, вы уже хорошо знаете. Вспомните опыт сжигания фосфора в кислороде. При горении фосфора банка для его сжигания заполняется белым непрозрачным «дымом», образованным кристалликами Р₂O₅, которые затем конденсируются на стенках сосуда в виде белого рыхлого (снегоподобного) твердого вещества.

Оксид фосфора (V) имеет способность к димеризации. Поэтому его состав в большей мере отражает формула Р₄О₁₀. Но обычно оксид фосфора (V) изображают формулой Р₂O₅. Его пространственная структура представлена на рисунке 45.

Наиболее характерным свойством Р₂O₅. является его необычайная гигроскопичность, т. е. способность энергично поглощать пары воды из воздуха. При этом он сам расплывается в аморфную массу метафосфорной кислоты НРО₃.

Р₂O₅ + Н₂O = 2НРО₃

Это свойство оксида фосфора (V) широко используется в лаборатории для осушки газов и жидкостей, а в отдельных случаях и для отщепления от соединений химически связанной воды.

Окончание параграфа >>>